一种铁路机车轮缘用润滑脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路机车轮缘用润滑脂及其制备方法，该润滑脂包括如下原料：基础油、高碱值合成磺酸盐、烷基苯磺酸、12‑羟基硬脂酸及抗氧剂等；制法为将高碱值合成磺酸盐、烷基苯磺酸、水及部分基础油混合加热后加入异丙醇及无机酸形成凝胶，然后加入氢氧化钙乳液和硼酸溶液，反应并脱水后，加入部分基础油和12‑羟基硬脂酸反应，最后加入余量基础油及抗氧剂，即得。优点为该润滑脂具有优异的耐高低温性、低温泵送性、成雾性、极压抗磨性、抗水性、粘附性及防锈性；同时，采用本发明专利技术制备方法制得相同稠度的润滑脂所需高碱值合成磺酸盐的含量较现有方法下降了5％左右，大大增强了润滑脂的低温流动性及成雾性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于润滑脂领域，尤其涉及一种铁路机车轮缘用润滑脂及其制备方法。
技术介绍
列车在行驶时，由于列车在运行中倾斜，造成车轮轮缘与钢轨内侧相接触，从而产生经常性摩擦。尤其是当列车运行在弯道路段时，由于离心力作用，车轮向钢轨挤压，造成钢轨的内侧面与车轮轮缘剧烈摩擦而严重磨损，缩短了钢轨和车轮的使用寿命。采用轮缘润滑剂对钢轨和车轮进行润滑是减少轮缘和钢轨间的摩擦力、降低机车动力损耗、改善轮轨相互作用及减轻轮轨磨损最有效的方法。根据轮缘润滑的工况特点，要求轮缘润滑脂应具备以下性能：(1)耐高温性：列车在下坡行驶时，车轮与钢轨之间的摩擦热可使车轮温度升至200℃以上，因此，为保证脂不流失或滑落，发挥其正常的润滑作用，轮缘润滑脂必须具有较高的滴点；(2)良好的粘温性：北方地区，冬季气温最低在-30℃左右，夏季气温高达40℃以上，要求轮缘润滑脂没有明显变稠或变稀的现象，以保证正常喷涂；(3)优良的极压抗磨性：由于轮轨摩擦副的特殊性，只能在摩擦副表面形成边界润滑，要求轮缘润滑脂必须具有优良的极压抗磨性能，才能满足轮缘与轨侧接触面负荷大、滑动速度高的工况，达到减小滑动阻力，保护金属表面，降低轮轨磨损的要求；(4)足够的粘附能力和适宜的扩展能力：足够的粘附能力以克服车轮在运行中产生的离心力，不致被甩掉，同时能在喷涂区及时扩展成均匀的油膜；(5)良好的抗水性和防锈性：良好的抗水性以保证轮缘润滑脂在使用中不被雨水冲失和乳化，同时也要求润滑脂不腐蚀轮轨并具有良好的防锈性能。此外，轮缘的润滑一般采用喷脂器对轮缘进行定期喷脂，因此要求轮缘润滑脂具有优异的泵送性及成雾性，通过喷嘴后能形成均匀的雾状，并沿直线方向覆盖轮缘与轨侧的啮合表面。若成雾性能不佳，会使喷出的部分润滑脂失去方向，喷向周边部位造成污染；若喷射到轨顶平面或踏面上，将会使轮缘踏面粘着系数下降，导致列车启动、上坡、加速或制动时车轮打滑，影响列车牵引力的正常发挥。随着环保要求的越来越苛刻，铁路机车用轮缘润滑脂还要求具有良好的可生物降解性，不污染环境。国内有关铁路机车轮缘用润滑脂的报道较少，多以矿物
油为基础油，脂肪酸混合锂皂为稠化剂并加入多种添加剂而制成，低温性能达不到要求，而且不具有可生物降解性，对环境有污染。专利号为CN103013627，名称为“一种机车轮缘用可生物降解润滑脂及制备方法”的专利技术，公开了采用锂皂或钙皂稠化酯类油与植物油，并加入了多种添加剂，不仅耐高温抗氧化性差，而且所选用的极压抗磨剂也不易降解，对环境仍会造成污染，且目前国内此类产品主要依靠进口，价格较高。因此，现亟需研究开发一种低温性能强且生物可降解的机车轮缘用润滑脂。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种具有高滴点，优异的低温泵送性、成雾性、极压抗磨性、耐水性、粘附性及降噪性，且对环境没有污染的铁路机车轮缘用润滑脂；本专利技术的第二目的是提供该润滑脂的制备方法。技术方案：本专利技术的铁路机车轮缘用润滑脂按重量百分数计包括如下原料：基础油55～75％、高碱值合成磺酸盐15～30％、烷基苯磺酸0.8～2％、异丙醇1.0～1.5％、水2～4％、无机酸0.4～0.8％、氢氧化钙1.0～2.0％、12-羟基硬脂酸1～3％、硼酸1.5～3％及抗氧剂0.3～2％。本专利技术采用上述原料制备的润滑脂具有优异的低温泵送性、成雾性、极压抗磨性、抗水性、粘附性及防锈性，优选的，基础油55～65％、高碱值合成磺酸盐20～30％、烷基苯磺酸1.0～1.5％、异丙醇1.0～1.5％、水2～3.5％、无机酸0.4～0.6％、氢氧化钙1.3～1.8％、12-羟基硬脂酸1.5～2.5％、硼酸1.75～2.75％及抗氧剂0.5～1.0％；其中，烷基苯磺酸可为12-烷基苯磺酸。进一步说，本专利技术采用的基础油至少包含天然气制合成油、聚α-烯烃合成油或酯类油中的一种，其在40℃时的运动粘度为15～60mm2/s，该条件下能够有效提高润滑脂的低温性能，其中，酯类油优选可为三羟甲基丙烷油酸酯或癸二酸二辛酯，抗氧剂可为二苯胺或苯基-α-萘胺。本专利技术采用的高碱值合成磺酸盐优选可为高碱值合成磺酸钙或高碱值合成磺酸钙与高碱值合成磺酸镁的复合物，其碱值为380～500mgKOH/g，且40℃运动粘度不高于300mm2/s，倾点不高于-25℃，能够有效提高润滑脂的低温性能。本专利技术制备铁路机车轮缘用润滑脂的方法包括如下步骤：(1)按重量百分数将高碱值合成磺酸盐、烷基苯磺酸、水及部分基础油混合，加热至60～80℃，制得混合物，其中，高碱值合成磺酸钙与基础油的质量比
为1.5～3:1；(2)按重量百分数将异丙醇及无机酸加至上述混合物中，加热至90～100℃进行恒温反应至形成凝胶；(3)按质量百分数将氢氧化钙和硼酸分别配制成乳液和溶液后，依次加入上述凝胶中，先在90～100℃下反应30～60min，再加热至130～145℃进行脱水后，加入部分基础油和12-羟基硬脂酸搅拌反应20～40min，最后加热至180～190℃，反应15～30min，其中，所述部分基础油占剩余基础油的1/3～1/2；(4)加入余量基础油，将反应体系的温度降至80～100℃，加入抗氧剂，并混合研磨分散，经过滤、脱气后，即制得润滑脂。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：制备的铁路机车轮缘用润滑脂，其不仅外观细腻，且具有优异的耐高低温性(低温可达-40℃)、低温泵送性、成雾性、极压抗磨性、抗水性、粘附性及防锈性的铁路机车轮缘用润滑脂，该润滑脂能够有效减少机车轮缘和钢轨间的摩擦力，避免产生噪音，且具有优越的生物可降解性，环保无污染；同时，本专利技术的制备方法简单，可操作性强，环保无污染。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。本专利技术的铁路机车轮缘用润滑脂按重量百分数计包括如下原料：基础油55～75％、高碱值合成磺酸盐15～30％、烷基苯磺酸0.8～2％、异丙醇1.0～1.5％、水2～4％、无机酸0.4～0.8％、氢氧化钙1.0～2.0％、12-羟基硬脂酸1～3％、硼酸1.5～3％及抗氧剂0.3～2％。本专利技术通过选择特殊性能参数的高碱值合成磺酸盐及合适的基础油，两者协同作用，并添加烷基苯磺酸、异丙醇、无机酸、氢氧化钙、12-羟基硬脂酸、硼酸及抗氧剂等，从而制得不仅外观细腻，且具有优异的耐高低温性(低温可达-40℃)、低温泵送性、成雾性、极压抗磨性、抗水性、粘附性及防锈性的铁路机车轮缘用润滑脂，该润滑脂能够有效减少机车轮缘和钢轨间的摩擦力，避免产生噪音，且具有优越的生物可降解性，环保无污染。本专利技术采用的上述原料均可从从市场上购买得到。实施例1原料组成：基础油(聚α-烯烃合成基础油及三羟甲基丙烷油酸酯)58.55％、高碱值合成磺酸钙28.5％、12-烷基苯磺酸1.5％、异丙醇1.2％、水3％、醋酸0.4％、氢氧化钙1.84％、12-羟基硬脂酸2.01％、硼酸2.51％及二苯胺0.5％，其中，基础油在40℃时的运动粘度为32mm2/s，高碱值合成磺酸钙的碱值为400mgKOH/g，其在40℃运动粘度为235mm2/s，倾点为-34℃。制备方法：(1)将18kg的聚α-烯烃合成基础油PAO-6、28.5kg的高碱值合成磺酸钙，1.5kg1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于按重量百分数计包括如下原料：基础油55～75％、高碱值合成磺酸盐15～30％、烷基苯磺酸0.8～2％、异丙醇1.0～1.5％、水2～4％、无机酸0.4～0.8％、氢氧化钙1.0～2.0％、12‑羟基硬脂酸1～3％、硼酸1.5～3％及抗氧剂0.3～2％。

【技术特征摘要】
1.一种铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于按重量百分数计包括如下原料：基础油55～75％、高碱值合成磺酸盐15～30％、烷基苯磺酸0.8～2％、异丙醇1.0～1.5％、水2～4％、无机酸0.4～0.8％、氢氧化钙1.0～2.0％、12-羟基硬脂酸1～3％、硼酸1.5～3％及抗氧剂0.3～2％。2.根据权利要求1所述的铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于按重量百分数计包括如下原料：基础油55～65％、高碱值合成磺酸盐20～30％、烷基苯磺酸1.0～1.5％、异丙醇1.0～1.5％、水2～3.5％、无机酸0.4～0.6％、氢氧化钙1.3～1.8％、12-羟基硬脂酸1.5～2.5％、硼酸1.75～2.75％及抗氧剂0.5～1.0％。3.根据权利要求1或2所述的铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于：所述高碱值合成磺酸盐为高碱值合成磺酸钙，或高碱值合成磺酸钙与高碱值合成磺酸镁的复合物。4.根据权利要求1所述的铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于：所述基础油包含天然气制合成油、聚α-烯烃合成油或酯类油中的至少一种。5.根据权利要求1或4所述的铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于：所述基础油40℃时的运动粘度为15～60mm2/s。6.根据权利要求4所述的铁路机车轮缘用润滑脂，其特征在于：所述酯类油为三羟甲基丙烷油酸酯或癸二酸二辛酯。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨操，
申请(专利权)人：江苏龙蟠科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32